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1984 | Book

Welle-Nabe-Verbindungen

Gestaltung, Auslegung, Auswahl

Author: Dr.-Ing. Franz Gustav Kollmann

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : Konstruktionsbücher

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About this book

Welle-Nabe-Verbindungen gehören in der technischen Praxis zu den am häufigsten eingesetzten Maschinenelementen. Obwohl die Grundformen dieser Elemente seit vielen Jahrzehnten bekannt sind, wurde in den letzten 20 Jahren das technische Wissen über ihre Auslegung und ihre Einsatzmöglichkeit außerordentlich erweitert. Entscheidend hierfür ist vor allem, daß durch die Entwicklung der elektronischen Datenverarbeitung Probleme in Angriff genommen werden konnten, welche mit konventionellen Rechenverfahren nur schwer oder gar nicht lösbar waren. Dieser Zuwachs an Wissen hat jedoch nicht in vollem Maße Eingang in die praktische Konstruktionsarbeit gefunden. Dies liegt vor allem daran, daß für die Auslegung von Welle-Nabe-Verbindungen wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse in zum Teil schwer zugänglichen Veröffentlichungen niedergelegt sind, die dem Konstrukteur nicht zur Verfügung stehen. Das vorliegende Buch soll einen Beitrag dazu leisten, diese neuen Erkenntnisse dem Konstrukteur zu vermitteln. Bei der Niederschrift dieses Buches habe ich daher zwei wesentliche, nicht leicht zu vereinbarende Ziele verfolgt. Einmal sollen dem Konstrukteur die für die Aus­ legung von Welle-Nabe-Verbindungen wichtigen Ergebnisse in einer Form angeboten werden, welche eine Umsetzung in die tägliche konstruktive Arbeit ermöglicht.

Table of Contents

Frontmatter
2. Reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
Zusammenfassung
In den reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen treten in einem oder mehreren Wirkflächenpaaren Reibkräfte auf, die den zu übertragenden Kräften Gleichgewicht halten. Damit in einer Wirkfläche Reibkräfte entstehen können, müssen senkrecht zu ihr Druckvorspannkräfte wirken. Diese Vorspannkräfte werden durch Zufuhr äußerer Energie erzeugt. Die zugeführte Energie wird dabei in der Regel als elastische Formänderungsarbeit innerhalb der im Kraftschluß liegenden Bauteile gespeichert. Unter Umständen kann ein Teil der zugeführten Energie in nicht wiedergewinnbare, plastische Formänderungsarbeit gewandelt werden. Da auch in diesem Fall ein erheblicher Anteil der gesamten zugeführten Energie in elastische Formänderungsenergie umgesetzt wird, soll im folgenden vereinfachend von Energie- speicherung gesprochen werden.
Franz Gustav Kollmann
3. Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
Zusammenfassung
Bei den formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen werden in einem oder mehreren Wirkflächenpaaren Normalkräfte aufgebaut, welche den zu übertragenden äußeren Kräften das Gleichgewicht halten. Die Wirkflächenpaare werden stets symmetrisch zu einer oder mehreren, die Wellenachse enthaltenden Ebenen angeordnet. Eine solche, symmetrische Anordnung von zwei Wirkflächenpaaren ergibt einen Mitnehmer. Die Symmetrieebene eines jeden Mitnehmers fallt mit einem Meridianschnitt der Welle zusammen. Durch die Symmetrie der Mitnehmer wird eine Übertragung von Umfangkräften nach beiden Richtungen ermöglicht.
Franz Gustav Kollmann
4. Stoffschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
Zusammenfassung
Die Einteilung der stoffschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen geht aus Tabelle 4.1 hervor. Ein Lösen stoffschlüssiger Verbindungen ist außer bei Klebeverbänden nur durch Zerstörung möglich. Dies schränkt ihre praktische Anwendbarkeit stark ein.
Franz Gustav Kollmann
5. Dauerfestigkeit von Welle-Nabe-Verbindungen
Zusammenfassung
Die weitaus meisten der in der technischen Praxis eingesetzten Welle-Nabe-Verbindungen werden schwingend beansprucht. Daher werden in diesem Abschnitt die wichtigsten Tatsachen über die Dauerfestigkeit metallischer Werkstoffe und ihre Anwendung auf den Festigkeitsnachweis für Welle-Nabe-Verbindungen dargestellt. Aus Platzgründen werden nur harmonisch schwingende Beanspruchungen betrachtet. Das zunehmend wichtiger werdende Gebiet der Betriebsfestigkeit1 wird nicht berücksichtigt. Für das folgende wird vorausgesetzt, daß der Leser mit den grundlegenden Tatsachen der Dauerfestigkeitsrechnung vertraut ist, wie sie in den üblichen Lehrbüchern [5.2, 5.15, 5.18] für Maschinenelemente enthalten sind. Weitere Ausführungen zu dem äußerst komplexen Gebiet der Dauerfestigkeit finden sich in [5.5] und [5.24], Der unten angegebene Rechengang für den Dauerfestigkeitsnachweis lehnt sich an den DDR-Standard TGL 19340 an. Eine umfassende Darstellung des Aufbaus und der Anwendung von TGL 19340 geben Schuster und Wirthgen [5.21].
Franz Gustav Kollmann
6. Auswahl von Welle-Nabe-Verbindungen
Zusammenfassung
Die Auswahl von Welle-Nabe-Verbindungen stellt eine wichtige, sehr häufig vorkommende Teilaufgabe bei der Konstruktion technischer Gebilde dar. Um die dabei durchzuführenden Arbeitsschritte und zu berücksichtigenden Gesichtspunkte zu klären, wird von dem systematischen Ablauf des Konstruktionsprozesses im Sinne der modernen Konstruktionslehre ausgegangen. Allen bisher vorgeschlagenen Konstruktionsmethoden ([6.4, 6.6-6.8]) gemeinsam ist, daß der Konstruktionsprozeß in einer Folge systematisch abzuarbeitender Tätigkeiten gegliedert wird. Dabei betonen die einzelnen Autoren jeweils besondere Merkmale des Konstruktionsprozesses. Die folgenden Ausführungen bauen auf dem von Pähl und Besitz [6.6] angegebenen Ablaufschema auf.
Franz Gustav Kollmann
Backmatter
Metadata
Title
Welle-Nabe-Verbindungen
Author
Dr.-Ing. Franz Gustav Kollmann
Copyright Year
1984
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-61727-0
Print ISBN
978-3-540-12215-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-61727-0